Helmholcova slobodna energija

Termodinamika
Klasična Karnotova toplotna mašina
Grane Klasična • Statistička • Hemijska • Ravnoteža / Neravnoteža
Zakoni Nulti • Prvi • Drugi • Treći
Sistemi Stanje Jednačina stanja • Idealni gas • Realni gas • Agregatna stanja • Ravnoteža • Kontrolisana zapremina • Instrumenti Procesi Izobarni • Izohorski • Izotermski • Adijabatski • Izentropski • Izentalpijski • Kvazistatički • Politropski • Slobodna ekspanzija • Reverzibilnost • Ireverzibilnost • Endoreverzibilnost Ciklusi Toplotni matori • Toplotne pumpe • Termalna efikasnost
Osobine sistema Termodinamički dijagrami • Intenzivne i ekstenzivne veličine Funkcije stanja Temperatura / Entropija • Uvod u entropiju • Pritisak / Zapremina • Hemijski potencijal / Broj čestica • Kvalitet pare • Redukovane osobine Procesne funkcije Rad • Toplota
Osobine materijala Specifični toplotni kapacitet  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Kompresibilnost  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Termalna ekspanzija  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$ Baza podataka osobina
Jednačine Karnotova teorema • Klauzijusova teorema • Fundamentalna relacija • Jednačina stanja idealnog gasa • Maksvelove relacije • Onsagerove recipročne relacije • Bridgmanove termodinamičke jednačine • Tabela termodinamičkih jednačina
Potencijali Slobodna energija • Slobodna entropija Unutrašnja energija ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpija ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Helmholcova slobodna energija ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Gibsova slobodna energija ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$

Helmholcova slobodna energija ili Helmholcova funkcija predstavlja termodinamički potencijal, definisan kao razlika između unutrašnje energije W_n i proizvoda temperature T i entropije S:^[1]

${\displaystyle F=W_{n}-TS\!\,.}$

Prosta energija doseže minimum u ravnotežnom stanju u termodinamičkom sistemu u stalnoj zapremini i pri stalnoj temperaturi.

Odavde se može izvesti zaključak da se maksimalan rad (maksimalno korisna energija), koji podrazumeva bilo koju vrstu rada (A > 0), može dobiti pri konstantnoj temperaturi na račun smanjenja Helmholcove slobodne energije (F2 < F1, F < 0). Zato se termodinamička funkcija F naziva još i funkcija rada. Za ovu veličinu u literaturi se nailazi i na termine "izohorski potencijal" ili "izohorsko-izotermski potencijal" jer se može smatrati energijom koja se potencijalno može prevesti u koristan rad.

1. ↑ Peter Atkins, Julio de Paula (2001). Physical Chemistry (7th edition izd.). W. H. Freeman. ISBN 0716735393.